(57)【要約】【課題】樹脂フィルムをレーザーハーフカット加工するに際して、発生する蒸散ガスに起因するフォーカスレンズおよび被加工物の汚れの問題を低減できるレーザーハーフ加工方法および装置を提供する。【解決手段】  電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムにレーザー光をレンズで集光して照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去するにあたり、レンズを透過したレーザー光の光路の周囲をレーザー光の照射口を備えたケーシングで覆い、該照射口をフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間させ、かつ、ケーシングの内部へ給気しながらケーシングの外部で蒸散ガスを排気して、ケーシング内部の圧力をフィルムが配置されている雰囲気の圧力に対して＋０．０２ＭＰａ〜＋０．０５ＭＰａの圧力にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムにレーザー光をレンズで集光して照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去するにあたり、レンズを透過したレーザー光の光路の周囲をレーザー光の照射口を備えたケーシングで覆い、該照射口をフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間させ、かつ、ケーシングの内部へ給気しながらケーシングの外部で蒸散ガスを排気して、ケーシング内部の圧力をフィルムが配置されている雰囲気の圧力に対して＋０．０２ＭＰａ〜＋０．０５ＭＰａの圧力にするレーザー加工方法。
【請求項２】
電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムにレーザー光を照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去するレーザー加工装置であって、レーザー光を発生するレーザー発振器と、レーザー光をフィルムに集光するレンズと、レンズを固定するとともにレンズを透過したレーザー光の光路の周囲を覆う、レーザー光の照射口を備えたケーシングと、ケーシング内部への給気手段と、ケーシング外部の蒸散ガスの排気手段とを備え、ケーシングは、レーザー光の照射口がフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間するように配設されてなるものであるレーザー加工装置。
【請求項３】
さらにレーザー光の照射口とフィルムとの間に、レーザー光路となる開口を有する板状部材を設けてなる請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムに、請求項１に記載の方法または請求項２もしくは請求項３に記載の装置によりレーザーを照射し、樹脂層を除去するＰＤＰ用フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを用いて樹脂フィルムなどの被加工物の一部のみを熔融・蒸発させて行うハーフカット加工に際して特に好適に用いることができる加工方法および装置に関する。詳しくは、蒸発物がレーザーの光学系（特に最終フォーカスレンズ面）に付着すること、さらには蒸発物の付着に起因する光学系の破損や被加工物への蒸散物付着を防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザー(light amplification by stimulated emission of radiation)光は、その照射領域に対するエネルギー密度が高いこと、また、その照射領域を光学設計に基づき設計できること、さらにＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザーなどの高エネルギーを発振できるレーザー発振管の実現とその低価格化に伴い、従来考えられなかった用途、例えば樹脂フィルム積層体のハーフカットに用いるアブレーション加工などにその用途を拡大し、各種加工に汎く用いられるようになってきている（特許文献１）。
【０００３】
上記の特徴を持つレーザー加工であるが、アブレーション加工に用いるに際しては、被加工物が溶融・蒸発して蒸散ガスを生じ、これにより以下のような問題が発生することが知られている。すなわち、発生した蒸散ガスが例えば毒性、引火性などを有する場合の問題や、蒸散ガスが付着することにより生じる種々の問題である。
【０００４】
特に蒸散ガスが付着するケースでは、蒸散ガスが雰囲気中においてその融点以下の温度まで下がることにより固相化し、浮遊・付着物として付着する場合と、気体のまま、被加工物や加工装置自身など周辺環境に接触し、それら表面において冷却され直接固相化する場合がある。前者は、単に表面への付着であり、その除去は容易であるが、後者においては、蒸散物は気相成長により生成・成長するため、その付着・密着力が非常に強固なものとなる。
【０００５】
より具体的に、レーザー加工装置においては、レーザー光学系、特に被加工物に最も近接するフォーカスレンズが、生成直後の蒸散ガスにさらされることになる。そのため蒸散ガスがレンズ表面で固相化し、レンズ表面に蒸散物によるコーティング層が生成され、当該コーティング層が持つ内部応力によりレンズの歪み・割れ、あるいはレンズに施された光学コーティングの剥離が引き起こされることがある。さらに、レンズ表面に生成した蒸散物のコーティング層により光学的透明性が失われ、レンズによるレーザー光の吸収・拡散が発生することがある。特にレーザー光が吸収される場合、吸収されたエネルギーがレンズに熱エネルギーとして伝熱され、レンズの熱破壊につながることもある。
【０００６】
また、蒸散ガスが加工部近傍に滞留する場合には、蒸散ガスがレーザー光を吸収または反射し、これにより光路におけるレーザーエネルギーの減衰が発生する場合がある。この場合、レーザー光は、加工において所定のエネルギーが得られず、加工速度・深さ・幅などにおいて期待される加工能力が発揮できない状態となる。
【０００７】
これらの問題に対して、レーザー光学系、特にフォーカスレンズへの蒸散物付着防止の観点から、特許文献２〜４による解決が試みられている。
【０００８】
これらは、（ｉ）レンズと被加工物との間に気体噴射用ノズルと気体吸引用ノズルとを対向配置して、蒸散物のレンズへの付着を防ぐもの、（ｉｉ）レーザー加工装置への蒸散ガスの侵入口となり得るレーザーヘッドのレーザー照射口に対してガスを噴射することによりレーザーヘッド内から外に向かう気流を形成するもの、または（ｉｉｉ）レーザーヘッドのレーザー照射口にレーザー光を透過する透明なガラスやセルロース系ポリマーのペリクリ膜を設けることにより、蒸散ガスに対する開口を閉鎖して侵入を防ぐものである。
【０００９】
しかし、これら方法では、レーザーを照射された被加工物において発生する蒸散ガスが被加工物の表面に触れること、またその結果被加工物へ蒸散物が付着することを防ぐことはできない。すなわち、（ｉ）の方法では、対向配置されたノズルからの気流に上側の気体と下側の気体が巻き込まれ旋回流が生じることなどにより、蒸散ガスを含む気流が被加工物に吹き付けられるおそれがある。また、（ｉｉ）の方法では、ガス噴射によって生じた気流により、蒸散ガスを含む気流が被加工物に吹き付けられるため、被加工物への蒸散物の付着がより顕著になるおそれがある。さらに（ｉｉｉ）の方法では、これまでのフォーカスレンズへの付着に替わり、窓部材への付着を発生する。
【００１０】
このように、上記提案されている方法によれば、蒸散ガスによる光学系の汚れは一応の解決を見るが、被加工物やその他の部材に生じる汚れを同時に解決し得る考案とはなりえず、蒸散ガスによる課題は依然残されたままである。
【００１１】
これに対して、シリコンウェハー割断のためのレーザー照射に際し、蒸散ガスをその発生場所である被加工物近傍で吸引・排気する方法が提案されている。
【００１２】
例えば特許文献５には、ノズルのレーザー照射口から高圧ガスを吹き出し、レーザーヘッド内部への蒸散ガスの侵入を阻止して、光学系の汚れを防止するとともに、ノズルのレーザー照射口の外周に排気用ノズルを設け、レーザーヘッドからのガス吹き出しと蒸散ガスの排気を同時に行う方法により、レーザーヘッド内部の光学系と被加工物の汚れ防止を同時に行う方法が記載されている。
【００１３】
しかし、この方法は、シリコンウェハー割断のための起点となるキズを形成する場合など、高融点の被加工物（特許文献５におけるシリコンウェハーはその融点が１４１０℃）のごく限られた領域のみを対象として行う加工においては有用な方法であるかもしれないが、ＰＤＰフィルター用のコーティング層を有する樹脂フィルムを加工してたとえば幅５００μｍ、深さ３０μｍ、長さ５００ｍｍの線状の溝を形成する場合は、発生する蒸散ガス量が多くなり、また、かかるコーティング層の融点が１５０〜２００℃程度であるため、被加工物から発生した蒸散ガスの全てを排気することは難しく、吸引されなかった蒸散ガスがレーザー照射口から吹き出した高圧ガスの高速流（ノズル効果により増速される）によって被加工物表面に当たり、当該被加工物表面において冷却され固相化、強固に密着し、コーティング層を形成するおそれがある。すなわち、被加工物表面に蒸散物が付着することは避けられない場合がある。
【特許文献１】特開２００４−３２７７２０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８７５９１号公報
【特許文献３】特開平５−２２８６８０号公報
【特許文献４】特開平０８−０６６７９０号公報
【特許文献５】特開２００５−８８０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、レーザー照射することによって生じる蒸散ガス量が多く、また、被加工物の融点が低い場合であっても、蒸散ガスが光学系ならびに被加工物の表面で冷却、固相化し、蒸散物がそれら表面に固着することを十分に防止できる方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、以下の（１）〜（４）のいずれかの発明によって基本的に達成された。
（１）電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムにレーザー光をレンズで集光して照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去するにあたり、レンズを透過したレーザー光の光路の周囲をレーザー光の照射口を備えたケーシングで覆い、該照射口をフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間させ、かつ、ケーシングの内部へ給気しながらケーシングの外部で蒸散ガスを排気して、ケーシング内部の圧力をフィルムが配置されている雰囲気の圧力に対して＋０．０２ＭＰａ〜＋０．０５ＭＰａの圧力にするレーザー加工方法。
（２）電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムにレーザー光を照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去するレーザー加工装置であって、レーザー光を発生するレーザー発振器と、レーザー光をフィルムに集光するレンズと、レンズを固定するとともにレンズを透過したレーザー光の光路の周囲を覆う、レーザー光の照射口を備えたケーシングと、ケーシング内部への給気手段と、ケーシング外部の蒸散ガスの排気手段とを備え、ケーシングは、レーザー光の照射口がフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間するように配設されてなるものであるレーザー加工装置。
（３）さらにレーザー光の照射口とフィルムとの間に、レーザー光路となる開口を有する板状部材を設けてなる前記（２）に記載のレーザー加工装置。
（４）電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムに、前記（１）に記載の方法または前記（２）もしくは（３）に記載の装置によりレーザーを照射し、樹脂層を除去するＰＤＰ用フィルターの製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザー照射することによって生じる蒸散ガス量が多く、また被加工物の融点が低い場合であっても、蒸散ガスが光学系ならびに被加工物の表面で冷却、固相化することを十分に防ぐことができるので、蒸散物がそれら表面に固着することを防止できる。そのため、電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムに本発明の方法または装置によりレーザーを照射し、ハーフカット加工すれば、アブレーションによって生じる蒸散ガスによるレーザーヘッドヘッド内の光学系汚れの問題や蒸散ガスの付着による被加工物の汚れの問題のないレーザーハーフカットを実現でき、ＰＤＰ用フィルターを効率良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のレーザー加工装置は、電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムを被加工物とするものであって、当該フィルムにレーザー光を照射し、フィルムの厚み方向の一部を除去する、所謂ハーフカット加工装置である。なお、ハーフカット加工とは、被加工物に対して、加工面側の厚み方向の一部を切断・除去する加工であり、本発明においては部分的に全厚みが切断・除去されている態様も包含される。
【００１８】
被加工物とされるフィルムは、基材となるベースフィルムに電磁波シールド層が設けられ、更にその上に各種機能を発揮する樹脂層が設けられたものである。基材となるベースフィルムとしては、例えば、プラスチックフィルムが好ましく、プラスチックフィルムを構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アートン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂およびセルロース樹脂が好ましく、特にポリエステル樹脂が好ましく用いられる。プラスチックフィルムの厚みとしては、５０〜３００μｍの範囲が適当であるが、コストの観点およびディスプレイ用積層体の剛性を確保するという観点から９０〜２５０μｍの範囲が特に好ましい。また後述する電磁波シールド層あるいは近赤外線遮蔽層との密着性（接着強度）を強化するための下引き層（プライマー層）を設けておくことが好ましい。
【００１９】
次いで電磁波シールド層としては、例えば透明性導電性メッシュを挙げることができる。導電性メッシュからなる電磁波シールド層は、その表面抵抗値は低い方が好ましく、表面抵抗値として３Ω／□以下が好ましく、１Ω／□以下がより好ましく、特に０．５Ω／□以下が好ましい。下限の表面抵抗値としては０．０１Ω／□程度である。
【００２０】
導電性メッシュは、（Ａ）金属薄膜をエッチング加工する方法、（Ｂ）印刷パターン上にメッキする方法、（Ｃ）感光性銀塩を用いる方法、および（Ｄ）印刷パターン上に金属膜を積層後に現像する方法、等によって形成することができ、なかでも（Ａ）金属薄膜をエッチング加工する方法により形成する事が好ましい。特に金属薄膜の形成を、金属（例えば銀、金、パラジウム、銅、インジウム、スズ、あるいは銀とそれ以外の金属の合金など）をスパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着、あるいはメッキ等の公知の気層成長法を用いて行った後、フォトリソグラフ法によるエッチング加工によりパターン形成を行うことが好ましい。
【００２１】
導電性メッシュのメッシュパターンとしては、例えば、正方形、長方形、菱形等からなる格子状メッシュパターン、三角形、５角形以上の多角形からなるメッシュパターン、円形、楕円形からなるメッシュパターン、前記の複合形状からなるメッシュパターン、及びランダムメッシュパターンが挙げられる。これらの中でも、生産性や製品管理の容易性から格子状メッシュパターンが好ましく、特に正方形からなる格子状メッシュパターンが好ましい。
【００２２】
導電性メッシュは、その線幅が、３〜３０μｍの範囲が適当であり、線ピッチは、５０〜５００μｍの範囲が適当である。導電性メッシュの開口率は、７０％以上が好ましく、特に８０％以上が好ましい。開口率の上限は９５％程度である。ここで、導電性メッシュの開口率とは、導電性メッシュの投影面積における開口部分が占める面積割合を意味する。
【００２３】
また、導電性メッシュは黒化処理されていることが好ましい。黒化処理は、酸化処理や黒色印刷により行うことができる。例えば、特開平１０−４１６８２号、２００５−３１７７０３号公報等に記載の方法を用いることができる。黒化処理は、導電性メッシュの視認側の表面と両側面を行うのが好ましく、更に導電性メッシュの両面および両側面を黒化処理することが好ましい。
【００２４】
そして、上記のような電磁波シールド層上に設けられる樹脂層は、例えばハードコート機能、反射防止機能、及び防眩機能の中から選ばれる少なくとも１つの機能を与える樹脂層（機能層）である。
【００２５】
例えば、ハードコート機能を有する層（ハードコート層）は、傷防止のために設けられ、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、有機シリケート化合物、シリコーン系樹脂などで構成することができる。特に、硬度と耐久性などの点で、シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂が好ましい。さらに、硬化性、可撓性および生産性の点で、活性エネルギー線硬化型のアクリル系樹脂、または熱硬化型のアクリル系樹脂からなるものが好ましい。ハードコート層中には、本発明の効果が損なわれない範囲で、さらに各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などの安定剤、界面活性剤、レベリング剤および帯電防止剤などを用いることができ、シリコーン系レベリング剤としては、ポリジメチルシロキサンを基本骨格とし、ポリオキシアルキレン基が付加されたものが好ましく、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体（例えば東レダウコーニング（株）製ＳＨ１９０）が好適である。
【００２６】
ハードコート層には、高屈折率層化することで反射防止機能を付与することができる。ハードコート層の高屈折率化は、ハードコート層形成用樹脂組成物中に高屈折率の金属や金属酸化物の超微粒子を添加することにより、あるいは高屈折率成分の分子や原子を含んだ樹脂を用いることにより図られる。
【００２７】
前記高屈折率を有する超微粒子は、その粒径が５〜５０ｎｍで、屈折率が１．６５〜２．７程度のものが好ましく、具体的には、例えば、ＺｎＯ（屈折率１．９０）、ＴｉＯ２（屈折率２．３〜２．７）、ＣｅＯ２（屈折率１．９５）、Ｓｂ２Ｏ５（屈折率１．７１）、ＳｎＯ２、ＩＴＯ（屈折率１．９５）、Ｙ２Ｏ３（屈折率１．８７）、Ｌａ２Ｏ３（屈折率１．９５）、ＺｒＯ２（屈折率２．０５）、Ａｌ２Ｏ３（屈折率１．６３）等の微粉末が挙げられる。
【００２８】
前記屈折率を向上させる樹脂に含まれる分子および原子としては、Ｆ以外のハロゲン原子、Ｓ、Ｎ、Ｐの原子、芳香族環等が挙げられる。
【００２９】
そして、反射防止機能を有する層（反射防止層）としては、高屈折率層と低屈折率層とを低屈折率層が視認側になるように２層以上積層したものを用いることができる。高屈折率層の屈折率は１．５〜１．８の範囲が好ましく、特に１．６〜１．７の範囲が好ましい。低屈折率層の屈折率は１．２５〜１．４５の範囲が好ましく、特に１．３〜１．４の範囲が好ましい。
【００３０】
高屈折率層を形成する材料としては、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートなどを重合硬化させたもの、あるいはシリコーン系、メラミン系、エポキシ系の架橋性樹脂原料を架橋硬化させたもの等の有機系材料、酸化インジウムを主成分としこれに二酸化チタンなどを少量含ませたもの、あるいはＡｌ２Ｏ３ 、ＭｇＯ、ＴｉＯ２ 等の無機系材料が挙げられる。これらの中でも、有機系材料が好ましい。
【００３１】
また、防眩機能を有する層（防眩層）は、画像のギラツキを防止するものであり、表面に微小な凹凸を有する膜が好ましく用いられる。防眩層としては、例えば、熱硬化型樹脂または光硬化型樹脂に粒子を分散させて支持体上に塗工および硬化させたもの、あるいは、熱硬化型樹脂または光硬化型樹脂を表面に塗工し、所望の表面状態を有する型を押し付けて凹凸を形成した後に硬化させたものなどが用いられる。したがって、例えばハードコート層の表面形状を所定の形状とすることにより、防眩機能を付与することができる。表面凹凸形状を示す指標である表面粗度Ｒａを０．０１〜０．１μｍとすることにより、好ましいヘイズ値（ＪＩＳＫ ７１３６；２０００年）である０．５〜２０％が実現できる。
【００３２】
また、反射防止機能と防眩機能を併せ持つ層を用いることも好ましい態様の１つである。
【００３３】
さらに、機能層としては防汚層を設けることができる。防汚層は、ディスプレイ用積層体に、人が指で触ることによって油脂性物質が付着するのを防止したり、大気中のごみや埃が付着するのを防止したり、あるいはこれらの付着物が付着しても除去しやすくするための層である。かかる防汚層としては、例えば、フッ素系コート剤、シリコーン系コート剤、シリコン・フッ素系コート剤等が用いられる。防汚層の厚さは、１〜１０ｎｍの範囲が好ましい。
【００３４】
また、被加工物は、上記のような樹脂層に加え、近赤外線遮蔽機能、色調調整機能、あるいは可視光透過率の調整機能を発現する層を具備することも好ましい。
【００３５】
近赤外線遮蔽機能を発現する層としては、波長８００〜１１００ｎｍの範囲における光線透過率の最大値が１５％以下となるように調整するのが好ましい。
【００３６】
近赤外線遮蔽機能を発現する層は、近赤外線を吸収もしくは反射する層であればよく、例えば、近赤外線吸収色素や顔料、金属を混錬したプラスチックフィルムを設けることによって付与してもよいし、近赤外線吸収色素や顔料、金属を樹脂バインダー中に分散、もしくは溶解した塗料を塗工乾燥することによって設けてもよい。あるいは、ディスプレイ用積層体をディスプレイに貼り付けるための接着層に上記近赤外線吸収色素や顔料、金属を含有させてもよい。
【００３７】
近赤外線吸収色素としては、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、ジチオール系化合物、ジイモニウム系化合物等の公知の色素が挙げられる。
【００３８】
色調調整機能を発現する層は、ディスプレイから発光される特定波長の光を吸収して色純度の向上やディスプレイの色調、たとえばホワイトバランスを調整する層であり、特定波長の光を吸収する色素を含有する層を別個に設けてもよいし、上述の近赤外線遮蔽機能を発現する層や後述の接着層に当該色素を含有させてもよい。
【００３９】
調色色素としては、例えば６００ｎｍ近傍を吸収する色素としてフタロシアニン系色素が知られている。
【００４０】
特に赤色発光の色純度を低下させるオレンジ光を遮蔽することは好ましく、波長５８０〜６２０ｎｍの範囲に吸収極大を有する色素を含有させることが好ましい。更に、波長４８０〜５００ｎｍに吸収極大を有する色素を含有させることも好ましい。
【００４１】
上述した近赤外線遮蔽機能を発現する層や色調調整機能を発現する層は、別途設ける場合、ベースフィルムと電磁波シールド層との間、もしくはベースフィルムに対して電磁波シールド層とは反対面に設けることが好ましく、特に後者が好ましい。
【００４２】
なお、機能層は単一の層で複数の機能を併せ持つことも好ましい。特に、本発明は、樹脂層が電磁波シールド層上に直接塗工形成されたフィルムを被加工物とする場合に好適に用いられることから、生産効率を高めるために単一の機能層であることが好ましい。この場合、少なくともハードコート機能を含む単一層であるのが好ましい。
【００４３】
そして、本発明において、電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムは、樹脂層上に、当該樹脂層及び接続部の保護を目的として、カバーフィルムが積層されていることが好ましい。なお、カバーフィルムは、例えば樹脂層塗工後に、樹脂層塗工面と接続部のほぼ全面を被覆するように積層されることが好ましい。
【００４４】
かかるカバーフィルムとしては、各種プラスチックフィルムを用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブチレンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリアセチルセルロースフィルム、ポリアクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、エポキシ系フィルム、ポリウレタンフィルム等が挙げられ、これらの中でもポリエステルフィルムやポリオレフィンフィルムが好ましく用いられる。
カバーフィルムは、最終的にはディスプレイ用フィルターから剥離除去されるので、剥離可能な粘着材または接着材を介して積層される。但し、カバーフィルムとして粘着性を単体で有するフィルムを用いる場合には、粘着材等は不要である。
【００４５】
更に、被加工物がＰＤＰ用フィルターの場合、ベースフィルムに対して導電性メッシュとは反対面側の最表面に、接着層を設けるのが好ましい。かかる接着層にも、前述した近赤外線遮蔽機能、色調調整機能、あるいは可視光透過率調整機能を付与することができる。また、接着層に、ディスプレイを衝撃から保護するための衝撃緩和機能を付与することは好ましい態様である。
【００４６】
以上のような電磁波シールド層の上に樹脂層が設けられたフィルムを被加工物として、本発明は実施される。以下に本発明を実施するための好ましい形態を図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の内容を以下の実施形態に限定するものではない。
【００４７】
本発明のレーザー加工装置は、例えば図１に示すように、レーザー光を発生するレーザー発振管１と、レーザー光をフィルムに集光するフォーカスレンズ８と、該フォーカスレンズ８を固定するとともに該フォーカスレンズ８を透過したレーザー光の光路の周囲を覆うレーザーヘッドなどを備えている。レーザーヘッドは、レーザー光の照射口５を備えた内筒１０（ケーシング）と、該内筒１０の内部への給気を行うための給気口７などの給気手段と、内筒１０の外部の排気を行うための外筒９および排気口６とを備えている。そして、レーザー光の照射口５を備えた内筒１０は、被加工物であるフィルムに対向配置されるとともに、レーザー光の照射口５が被加工物であるフィルムから少なくとも１０ｍｍ離間するように配設される。また、内筒１０の内部への給気手段は、該内筒１０の内部の圧力をフィルムが配置される雰囲気の圧力に対して＋０．０２ＭＰａ〜＋０．０５ＭＰａの圧力にすることができるものである。
【００４８】
そして、図１に示す装置においては、レーザー発振管１からフォーカスレンズ８までの間のレーザー光路における安全性を高めるため等の理由から、レーザー発振管１の下流側に複数のレンズからなるビームエクスパンダー２が配置され、レーザー光のビーム径を大きくできるように構成されている。また、そのビームエクスパンダー２の下流側には、レーザー光の光路を曲げるベンドミラー４も配置されている。
【００４９】
以下、図１の装置を構成するそれぞれの要素について詳細に説明する。
【００５０】
（レーザー発振管１）
レーザー発振管は、その内部において、励起分子からの誘導放出を発生させて、レーザーを誘導発振させるものであり、
レーザー発振管内部において、レーザー媒質を励起し、さらに反転分布状態にしてレーザー媒質から誘導放出を取り出し、この誘導放出光を増幅してレーザー光として発振するものである。
【００５１】
レーザー媒質としては、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）、ＡｌＧａＡｓ、サファイヤ、ＹＶＯ４、炭酸ガス（ＣＯ２）などを用いることができる。中でも、ＰＤＰフィルター用のフィルムを被加工物とする場合は、除去対象である樹脂層および保護フィルムに対する加工性、また、アブレーションすることなくそのままの形態で露出させたいメッシュを構成する銅が有する耐性、さらには他の方式に比較して比較的安価に得られる大出力などから、炭酸ガス（ＣＯ２）を用いることが好ましい。レーザー光の波長はレーザー媒質に依存し、たとえばネオジム添加YAGを用いたNd:YAGレーザーは１，０６４ｎｍ、炭酸ガスレーザーの場合１０，６００ｎｍである。これ以外に、元波長に対して高調波を発生させることで異なる波長を用いる場合もある。
【００５２】
レーザー光発振管の発信モードは、連続、パルス発信などがあり、必要に応じて選定できる。
【００５３】
（ビームエクスパンダー２、ベンドミラー４、フォーカスレンズ８）
レーザー発振管１から取り出されたレーザー光は、ビームエクスパンダー２によって所定のビーム径に調整された後、レーザーヘッドに導かれる。集束しているレーザー光はエネルギー密度が非常に高く危険であること、また、レーザー光といえどもビーム径が小さな場合は回折現象を示すことから、レーザー光をレーザーヘッドへ導く光路においては、ビームエクスパンダー２によりビーム径を大きくすることが好ましい。
【００５４】
また、ベンドミラー４は、これを経由させることにより、光路を曲げることを可能とするものである。
【００５５】
ビームエクスパンダー２・集光レンズ８・ベンドミラー４などの光学系には、必要に応じて反射防止などのためのコーティングを施しておくことが好ましい。例えば紫外〜赤外レーザーの場合、反射防止のため、フッ化カルシウムなどがコーティング材料として用いられている。
【００５６】
レーザーヘッドに導かれたレーザー光は、ヘッド内部のフォーカスレンズ８によって集光されて被加工物に照射される。このとき、フォーカスレンズ８を用いてレーザーフォーカス位置を被加工物に対して適切な位置、即ち、被加工物表面におけるレーザー光の集束状態をジャスト〜デフォーカスに変化させることにより、被加工物におけるレーザー照射領域の拡がりを調整することが可能である。これにより加工領域を所定の大きさにすることができる。たとえばレーザー光のフォーカス位置が、丁度、被加工物表面位置となる場合（ジャストフォーカス）は、レーザー照射部は最小面積となり、その加工痕は細くきわめてシャープな形状である。一方、レーザー光のフォーカス位置を被加工物に対して（一般的には）上方に定める場合は、レーザー照射面積はジャストフォーカス位置での照射に比べて拡がり、一方でアブレーションはレーザー照射領域に対して、レーザー光強度分布に従って行われるため、得られる加工痕は、レーザー光の拡散によるエネルギー密度減少により、照射面側である上側が広く底部側にいくに従い狭く、そしてジャストフォーカスの場合に比べて幅広の台形状となる。
【００５７】
さらに、フォーカス位置に照射するレーザー光の出力、加工速度、また、レーザー発振の方式（パルス長）などを組み合せることにより、加工幅、深さ、エッジ形状などの調整が可能である。
【００５８】
具体的には、例えばレーザーフォーカス位置を被加工物表面の上方１５ｍｍ、レーザー出力と加工速度をそれぞれ発振管出力の２５％および７００ｍｍ/秒、また発振周波数２５ｋＨｚのパルス発振とすることにより、所望する加工結果が得られる
（レーザーヘッド）
レーザーヘッドは、ヘッド内部にフォーカスレンズ８を設け、かかるフォーカスレンズ８を外部環境から保護するものであり、ここに気体を導入してレーザーヘッド内部を外側の雰囲気に対して陽圧に保つことにより、内部への蒸散ガスの侵入を防ぐことができる。
【００５９】
具体的には、少なくともフォーカスレンズを固定するとともにフォーカスレンズを透過したレーザー光の光路の周囲を覆う、レーザー光の照射口５を備えた内筒１０を配置し、給気手段によりかかる内筒１０の内部に気体を導入する。このとき、内筒１０の内側から照射口５を介して噴射する気流が最小限となるよう、内筒１０の内部を被加工物が配置される雰囲気の圧力に対して＋０．０２ＭＰａ〜＋０．０５ＭＰａの圧力とし、内部への蒸散ガスの侵入を防ぐ。
【００６０】
さらに、内筒１０の外周部には、排気口６を備えた外筒９を設け、外筒９を排気ノズルとして作用させることが好ましい。このようにすることで、レーザー加工に伴い被加工物から発生する蒸散ガスを吸引・除去し、加工部位周辺に蒸散ガスが漂わないよう排気を行うことができる。なお、このような排気手段は、内筒１０の周囲の気体を吸引、排気できれば一つの筒状体である必要はなく、たとえば複数の排気ノズルを内筒１０の周囲に等間隔に配置してもよい。また、排気は、一定時間内に蒸散ガスを十分吸引・排気できる能力を持たせることが望ましいが、吸引によって被加工物が吸着・固定ステージ上で変形・移動する状態は好ましくない。
【００６１】
ここで、照射口５では、上述のような圧力とすることで、内筒１０の内部から外部に向けた気流が生じる。このため、照射口５の径は、内筒１０の内部を加圧状態に保ち、また、流速一定の場合照射口５からの吹き出し流が吹き出し直後に容易に拡散するよう、レーザー光路径を下限とし、かつ、かかる下限に極めて近い開口径とすることが望ましい。
【００６２】
また、本発明において、照射口５は、照射口５からの気流が直接被加工物に当たらないよう、照射口５から出た気流が十分拡散できる距離だけ離間させる必要がある。具体的には、照射口５が被加工物から１０ｍｍ以上離間するように配置する必要がある。なお、かかる距離の上限は、フォーカスレンズ８の焦点距離を上限とすることが望ましく、一般に用いられているフォーカスレンズを用いる場合は１７０ｍｍ以下とすることが望ましいが、照射口５の径を決定するレーザー光路の径を考慮すると、さらに１００ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００６３】
さらに、本発明においては、図２に示すように、レーザー光伝送方向に関してレーザーヘッドよりも下流側かつ被加工物よりも上流側に、該レーザーヘッドと間を空けて、板状部材１３を設けることが好ましい。板状部材１３は、照射口５から吹き出す気流に対して邪魔板となるものであり、レーザー光路となり得る最小限の開口を有するものである。照射口５から吹き出す気流は、吹き出し直後から拡散を始めるため、板状部材１３を照射口５から間隔をおいて設けることにより、拡散した気流を遮蔽しつつ、レーザー光を被加工物に照射できる。すなわち、被加工物に気流が吹き付けることを防止し、よって蒸散ガスが被加工物に吹き付けられることを防ぐことができる。一方、被加工物から発生した蒸散ガスは、被加工物の上方、天球に向いた拡散流となるが、ノズル開口前に設ける板に遮られて、ノズル開口まで到達することができない。
【００６４】
レーザーヘッドの照射口５と板状部材１３とは、気流が十分拡散するだけの距離を置くことが望ましく、従って、照射口５との間隔は３ｍｍ以上が望ましく、５ｍｍ以上がさらに望ましい。板状部材１３の大きさは、特に制限はないが差渡し１０ｍｍ以上であることが望ましい。
【００６５】
また、板状部材１３に設けるレーザー光路となる開口の穴径は、レーザー光路径を下限として、極力その下限に近づけることが望ましい。
【００６６】
なお、レーザーヘッドの照射口５、板状部材１３などは、誤った操作によりレーザーが照射される可能性があるため、レーザー照射に対しに耐性を持つ材質であることが望ましい。例えば炭酸ガスレーザーに用いる場合には、金・銀・銅・アルミニウムなどレーザー反射率が高い材質が望ましく、その中でも特に、銅はそのレーザー反射率の高さ、加工の容易性から望ましい。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００６８】
＜レーザー加工装置＞
加工装置は、基本的に図１に示す構成の装置であり、その他、被加工物であるフィルムを吸着・固定するステージ、レーザーヘッドをステージ上の任意の位置に移動させることができるアームを備えている。またレーザー出力、加工速度、発振周波数およびレーザーノズル位置などをコントロールする加工コントローラーや、加工装置にフィルムを搬入・搬出する搬送手段、レーザー光の外部への漏れ防止とともに蒸散ガスの外部拡散防止となる囲い等をも備えている。
【００６９】
＜レーザー発振管＞
レーザー発振管１には、ｒｏｆｉｎ社製の炭酸ガスレーザー発振器ＳＣｘ２０シリーズを用いた。レーザー波長は１０．６μｍである。これを発振周波数２５ｋＨｚ、パルス幅４０μ秒のパルス発振モードで使用した。
【００７０】
＜レーザーヘッド＞
フォーカスレンズ８を固定する内筒１０は、かかるフォーカスレンズ８よりレーザー光伝送方向下流側を円錐形に整形し、その先端にφ１０ｍｍの開口を設け、照射口５とした。
【００７１】
内筒１０の内部には、フォーカスレンズ８の下流側に設けた給気口７から圧縮空気を導入できるようにし、これにより、内筒１０内のフォーカスレンズより下流側に当たる部分を加圧できるようにした。
【００７２】
さらに、内筒の外周を覆うように外筒を同心円状に設け、内筒の照射口と間に３ｍｍ間隔のスリットを形成した。このスリット部を蒸散ガスを吸引する排気ノズルとして用いた。なお、当該排気ノズルは、レーザーヘッドの外筒において排気ファンに接続され、スリット部から吸引した蒸散ガスが排気ファンを経由して加工装置の外部へ排気される構成とした。
【００７３】
＜被加工物＞
被加工物としては、以下のようにして得られる、基材、電磁シールド層、樹脂層、カバーフィルムからなるフィルムを使用した。
【００７４】
＜基材＞
基材として、厚み１００μｍ、幅１０００ｍｍ、長さ１００ｍのロール状ＰＥＴフィルム（東レ（株）製  ルミラー（登録商標））を用いた。
【００７５】
＜電磁シールド層の形成＞
上記の基材の片方の面の幅方向両端部各１０ｍｍを除く全面に、スパッタリング法によりニッケル層（厚み０．０２μｍ）を形成し、更にその上に、厚みが２．５μｍの銅層を真空蒸着法により形成した。次いで、この銅層の表面にアルカリ現像型高感度ポジ型レジストフィルムを積層し、波長４０５ｎｍ半導体レーザーを用いて露光し、炭酸ナトリウムを１質量％含有する現像液を用いて現像処理を行った。次いで、塩化第２鉄溶液によりエッチング処理を行った後、３質量％水酸化ナトリウム水溶液で処理してレジスト層を剥離して、線幅１０μｍ、線ピッチ２５０μｍ、厚みが２．５μｍの連続メッシュパターンからなる導電性メッシュが、長尺基材の幅方向に９８０ｍｍ、長手方向に９０ｍに渡って形成された。次いで、酸化処理剤（メルテックス（株）製  エンプレート  ＭＢ―４３８Ａ／Ｂ／純水＝８／１３／７９の割合で調整）を用いて、導電性メッシュを黒化処理した。
【００７６】
＜樹脂層の塗工＞
上記の導電性メッシュが形成されたＰＥＴフィルムの導電性メッシュ上に、機能層として下記の防眩性ハードコート層を塗工した。
【００７７】
塗工は、スリットダイコーターを用いて塗工幅を９６０ｍｍとして実施した。
【００７８】
＜防眩性ハードコート層＞
市販のハードコート剤（ＪＳＲ製  オプスター（登録商標）Ｚ７５３４）をメチルエチルケトンで固形分濃度が５０質量％になるように希釈し、更に平均粒子径が１．５μｍのアクリル系微粒子（綜研化学製  ケミスノー（登録商標）ＭＸシリーズ）を上記ハードコート剤の固形分に対して１質量％添加して、防眩性ハードコート層用の塗料を調製した。
上記の塗料を塗工後、８０℃で乾燥、さらに紫外線１．０Ｊ／ｃｍ２を照射して硬化させ、厚み６μｍの防眩性ハードコート層を設けた。
【００７９】
＜カバーフィルムの積層＞
上記のようにして、導電性メッシュ上に機能層を形成した後、カバーフィルム（日東電工（株）製の「Ｅ−ＭＡＳＫＩＰ３００」３８μｍのＰＥＴフィルムに５μｍの微粘着層を積層）を、機能層の塗工領域及び未塗工領域の全面に積層した。
【００８０】
＜近赤外線遮蔽層の積層＞
前記ＰＥＴフィルムの導電性メッシュとは反対面に、近赤外線吸収色素としてフタロシアニン系色素とジイモニウム系色素、およびオレンジ光吸収色素としてテトラアザポルフィリン系色素をアクリル系樹脂に混合した塗料を、グラビアコーターで塗工し、８０℃で乾燥・硬化させて、乾燥厚みが１２μｍの近赤外線遮蔽層を設けた。
【００８１】
＜接着層の積層＞
前記近赤外線遮蔽層上に、下記の接着層を積層した。
【００８２】
接着層は、あらかじめ下記のとおりセパレートフィルムにサンドイッチされた状態に作成したものを、上記近赤外線遮蔽層の上に、一方のセパレートフィルムを剥離しながら貼り合わせることにより積層した。
【００８３】
＜接着層＞
接着層は、セパレートフィルム上に紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂（日立化成ポリマー（株）製のハイボン（登録商標））をスリットダイコーター塗工した後、ＵＶ照射装置を用いて塗工膜を硬化し、続いてセパレートフィルムを貼り付けて、セパレートフィルムにサンドウィッチされた厚みが３００μｍの接着層を得た。
【００８４】
（実施例１）
被加工物に対して、炭酸ガスレーザーを長さ５００ｍｍに渡り直線状に照射して、カバーフィルムおよび樹脂層を除去するハーフカット加工を行った。
【００８５】
このとき、内筒の照射口先端からフィルムまでの距離は１２ｍｍとし、内筒１０の内部には、内部圧力が、フィルムが配置された雰囲気圧力に対して０．０５ＭＰａとなるよう圧縮空気（圧力０．０５ＭＰａ）を導入した。また、内筒１０と外筒９の間のスリットを排気ノズルとし、３０００Ｌ／分で排気した。なお、圧縮空気の導入ならびに排気は、レーザーが発振されてフィルムを加工している状態のときのみ行い、加工を行っていないレーザー発振停止中は停止した。また、内筒１０の内部圧力は、ゲージ圧力を測定する給気口７近傍に設けた圧力計（ＳＭＣ社製デジタル圧力スイッチＺＳＥ３０／ＩＳＥ３０シリーズ）で測定し、レーザー加工中の表示値を内筒１０の内部圧力とした。一方、フィルムが配置されている雰囲気の圧力は大気圧であった。レーザー発振管出力は、発振管最大出力に対して２５％の出力とし、加工速度は７００ｍｍ/秒、またレーザー光がフォーカスを結ぶ位置は、フィルム表面に対して１５ｍｍ上方に設定した。
【００８６】
以上のような条件でレーザー照射を行った後、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、カバーフィルム上には、加工エッジ部分に加工による盛り上がりが見られたが、汚れなどの付着は認められなかった。そして、カバーフィルムを剥がして樹脂層表面を観察したところ、レーザー加工による汚れの付着や盛り上がりなどは見られなかった。さらに、内筒１０の内部を照射口５から観察したところ、蒸散物の付着などは認められなかった。
【００８７】
（実施例２）
図２に示すように板状部材３を間隔をあけて設けた以外は、実施例１と同様にしてレーザー加工を行った。なお、板状部材３には、厚み０．５ｍｍ、外寸２０ｍｍφのアルミニウム円盤を用い、照射口５との間隔を１０ｍｍとした。また、板状部材３にはφ０．８ｍｍの開口を設けレーザー光路とした。
【００８８】
ハーフカット加工後、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、カバーフィルム上には、加工エッジ部分に加工による盛り上がりが見られたが、汚れなどの付着は認められなかった。また、カバーフィルムを剥がしてコーティング面を観察したところ、レーザー加工による汚れの付着やコーティングの盛り上がりなどは見られなかった。また、内筒１０の内部を照射口から観察したところ、蒸散物の付着などは認められなかった。
【００８９】
（比較例１）
圧縮空気の導入および排気を行わなかった以外は実施例１と同様にしてレーザー加工を行った。
【００９０】
しかしながら、レーザー加工に際しては、レーザー加工時に発生する蒸散ガスが照射部近傍に漂っている様子が観察された。また、装置近傍では、実施例１、２においてはみとめられなかったアブレーションに起因すると考えられる異臭が確認された。
【００９１】
そして、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、ハーフカット部の周辺カバーフィルムに蒸散物が付着して白っぽくなっている様子が見られた。ワイピングクロスを用いて拭き取りを試みたが、一部を除きほとんどは除去することができなかった。
【００９２】
また、内筒１０の内部を観察したところ、照射口近傍に蒸散物の固化物である粉末の付着が認められた。
【００９３】
（比較例２）
内筒１０の内部の圧力を雰囲気圧力に対して０．０７ＭＰａとした以外は実施例１と同様にしてレーザー加工を行った。
【００９４】
しかしながら、ハーフカット加工後、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、ハーフカット部の周辺カバーフィルムに、ハーフカット部を中心として１ｍｍ程度の範囲で蒸散物が付着して白っぽくなっている部分が所々見られた。ワイピングクロスによって拭き取りを試みたが、一部を除きほとんど除去することができなかった。
【００９５】
一方、内筒１０は、内部を照射口５から観察したところ、蒸散物の付着などが認められなかった。
【００９６】
（比較例３）
内筒１０の内部の圧力を雰囲気圧力に対して極力０に近づけた（実際には０〜０．０１ＭＰａの範囲で変動した）以外は実施例１と同様にしてレーザー加工を行った。
【００９７】
ハーフカット加工後、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、ハーフカット部の周辺カバーフィルムに、蒸散物等の付着は見られなかった。しかしながら、内筒１０の内部を照射口５から観察したところ、蒸散物粉末の付着が認められた。
【００９８】
（比較例４）
照射口５に長さ８．５ｍｍの円錐台形の銅製ノズルを継ぎ足し、当該銅製ノズル先端からフィルムまでの距離を４．５ｍｍとし、内筒１０の内部の圧力を雰囲気圧力に対して０．０２ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にしてレーザー加工を行った。
【００９９】
しかしながら、ハーフカット加工後、フィルムのハーフカット跡近傍を観察したところ、ハーフカット部の周辺カバーフィルムに、ハーフカット部を中心として１ｍｍ程度の狭い範囲で蒸散物が付着して白っぽくなっている部分が広範囲にわたって見られた。ワイピングクロスによって拭き取りを試みたが、一部を除きほとんど除去することができなかった。
【０１００】
なお、いずれの実施例、比較例においても、レーザー照射を行った後の加工部分は、長さ５００ｍｍ×幅５００μｍの範囲においてカバーフィルムと樹脂層がアブレーションされていた。そして、この部分において深さ方向には、カバーフィルムおよび樹脂層がそれぞれ全厚み、また樹脂層に接するＰＥＴフィルムが深さ１０μｍ分にわたってアブレーションされており、所望のハーフカット加工ができていた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態を示すレーザー加工装置の模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すレーザー加工装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  レーザー発振管
２  集光ビームエクスパンダー
３  レーザー光路
４  ベンドミラー
５  照射口
６  排気口
７  給気口
８  フォーカスレンズ
９  外筒（レーザーヘッド）
１０  内筒（レーザーヘッド）
１２  被加工物
１３  板状部材
【図１】
2010105016.tif 000003
【図２】
2010105016.tif 000004